česky english Vítejte, dnes je čtvrtek 11. srpen 2022

Na výkony s Hioki. Přes ještě větší proudy a také napětí

DPS 2/2022 | Měření - články
Autor: Ing. Jan Robenek

Když nadejde konec roku, myslí lidé na všechno možné. Do zaměstnání proudí s odporem, směnu přečkají v napětí a nějaké výkony? Leda tak zdánlivé. Jenže právě výkonem dnes poměřujeme, kde co a elektrotechnická praxe nebude žádnou výjimkou, spíše naopak. Jak správně uchopit neustále rostoucí vstupy, pokud jde o napětí či proudy, vysvětlila loni 17. prosince společnost Hioki.

Přes deset čidel až do 10 MHz

Dalších nástrojů od známého výrobce měřicí a testovací techniky zde máme hned několik a spojovat je budou právě vyšší rozsahy, jednou proudové a jindy zase napěťový. Nejprve se bude jednat o skutečný „zástup“ nových modelů speciálního proudového snímače [1], zatímco pak naši pozornost upoutá vysokonapěťová sonda s jistým prvenstvím. Ale nepředbíhejme.

Senzorů proudu nebude nikdy dost. Jenže není čidlo jako čidlo. Pokud se od nás očekává precizní zhodnocení výkonu, je zapotřebí být na pozoru. Když jsme na webových stránkách DPS Elektronika od A do Z před několika měsíci zmiňovali novou vlajkovou loď Hioki, osmikanálové analyzátory výkonu s označením PW8001 [2], výrobce se zároveň pochlubil i dvěma novými senzory CT6872 a CT6873 se jmenovitým primárním proudem 50, resp. 200 ARMS. Nyní jich však dává k dispozici rovných šestnáct! Z pohledu průtoků se proto zastavujeme až na dvou kiloampérech, zatímco kmitočtově „vidíme“ proudy téci od nuly (DC) třeba až do 10 MHz. A délka kabelů? Nic složitého, protože si pokaždé stačí přímo zvolit mezi variantami se třemi nebo též deseti metry, takže nehrozí žádné speciální objednávky.

Obr. 1  (jpg)

Zapoj a „hrej“

Vzhledem k tomu, že nám do hry vstupuje celá řada faktorů ovlivňujících při měření proudu přesnost výsledků, neobejdeme se bez potřebného nastavování. Obecně se může jednat o docela ubíjející záležitosti, zvláště když uvážíme opakovaná měření pro vyloučení provozních odchylek. Díky novým snímačům, které pracují v naprosté harmonii s analyzátory výkonu PW8001, se však nyní podobným komplikacím zcela vyhneme (výrobce ve zprávě vtipně používá slovesa „eradicate“ ve smyslu „vytrhnout i s kořeny“). Pravda, základní nastavení je pro zajištění přesného měření stále nutné, jen to bude nyní místo obsluhy řešit spíše samotný systém, takže my jeden z nových senzorů proudu k analyzátoru prostě jen připojíme. Pracovat přitom začínáme okamžitě a navíc i bez rizika vzniku obvyklých chyb nebo toho, že příslušná nastavení zkrátka zapomeneme.

Obr. 2 a 3  (jpg)

Představme si kupříkladu AC/DC proudové čidlo CT6877A z obr. 2, které je pro výše zmíněné účely vybavené pamětí EEPROM komunikující pomocí rozhraní I²C [3]. Jakmile senzor zapojíme k novému analyzátoru výkonu PW8001, přístroj dle obr. 3 automaticky rozpoznává nejen velikost jmenovitého proudu (a samozřejmě model snímače, včetně jeho sériového čísla), ale i data pro korekci fáze. Opravné údaje jsme přitom v minulosti museli vkládat ručně, ovšem díky „týmové spolupráci“ všech novinek je teď otázka kalibrací o poznání přívětivější. Fázový posun zde skloňujeme zejména v návaznosti na rostoucí frekvence a malý účiník, přičemž analyzátor bude v této souvislosti rozlišovat jednu tisícinu stupně. Typický příklad konkrétního využití plyne z obr. 4.

2 kV ve znamení budoucnosti

V předstihu před všemi ostatními [4] společnost Hioki ve stejný den přichází rovněž se stejnosměrnou vysokonapěťovou sondou vyhovující z pohledu kategorie měření CAT III 2 000 V. Navrhla ji tak, aby šlo bezpečně provádět inspekční kontroly, zvláště pak na solárních farmách. Model s označením P2000 zachycený na obr. 5 však nebude sám o sobě k ničemu, potřebuje totiž spolupracovat s další měřicí technikou – digitálními či klešťovými multimetry, ke kterým se v textu ještě dostaneme.

Světem dnes hýbou solární technologie provázané třeba s elektromobilitou. Související nedostatky a také rizika, zvláště teď v průběhu zimních měsíců, jsou dobře známé, ovšem pro techniky provádějící údržbu zde hraje roli ještě jedno výrazné nebezpečí, a to relativně vysoké napětí. Mezinárodní bezpečnostní standardy IEC61010 nám proto s ohledem na konkrétní způsob využití definují příslušné stupně, a to až do CAT IV. Když pak sáhneme po měřicí technice vyhovující dané kategorii, lze tím předcházet vážným úrazům a samozřejmě i škodám.

Ve spojitosti s vyšším napětím však nedávno došlo k přehodnocení, když jsme u solárů poplatně IEC „povýšili“ z předchozí CAT II nově na kategorii CAT III. Pro měřicí techniku to ve výsledku znamená ještě přísnější požadavky kladené na bezpečnost. A pak zde ještě máme otázku samotného rozsahu. 1500V systémy se v současné době sice těší rostoucí oblibě, nicméně do budoucna je nutné počítat s ještě vyšším napětím. Měřicí přístroje tak nakonec budou muset „uchopit“ výrazně více než jen aktuálních 1,5 kV. Díky vysokonapěťové sondě P2000 však můžeme být připraveni již nyní, protože v kategorii III pro účely měření vykazuje stejnosměrných 2 000 V [5].

Obr. 4, 5, 6 a 7 (jpg)

Sonda a co dál

Abychom však dokázali vysoká napětí vyhodnotit, musí je sonda s daným poměrem ve skutečnosti nejprve snížit a teprve pak zpřístupnit navazujícímu zařízení. To však s sebou nese i riziko, že při odečítání souběžně obdržíme menší hodnoty, pokud se ovšem nejedná o měřidlo vybavené speciální funkcí. A těch mají ve společnosti Hioki hned několik. Jejich společným jmenovatelem bude režim „DC HIGH V PROBE mode“ kompenzující odlišný poměr výstupu tak, aby se obsluha nemusela trápit s přepočtem.

Konkrétně půjde o čtyři kompatibilní přístroje představené výrobcem společně s novou vn sondou [4]. Jedná se vždy o klešťové multimetry, a to ve verzích CM4371-50 (AC/DC, 600 A), CM4373-50 (AC/DC, 2 000 A), CM4375-50 (AC/DC, 1 000 A) nebo též CM4141-50 (AC, 2 000 A). Také zde máme digitální multimetr Hioki, model DT4261 ze srpna loňského roku vybavený stejnou funkcí (představili jsme v [6]). Při uvážení rozsahu 2 kV bude kombinovaná přesnost měření u multimetru DT4261 činit ±0,5 % ze čtené hodnoty ±5 V a v případě čtveřice kleští pak ±1,0 % ze čtené hodnoty ±3 V. Na výběr je každopádně i dalších šest přístrojů „DT“, kde však musíme počítat s „output rate“ na úrovni 1/10.

Odkazy:

[1] Tisková zpráva, https://www.hioki.com/global/news/detail/id_511178.html

[2] Analyzátory výkonu PW8001 od Hioki s osmi vstupy, https://www.dps-az.cz/rubriky/aktualni-zpravy/id:80660/analyzatoryvykonu-pw8001-od-hioki-s-osmi-vstupy

[3] AC/DC Current Sensor CT6877A, https://www.hioki.com/global/products/current-probes/high-precision/id_345490

[4] Tisková zpráva, https://www.hioki.com/global/news/detail/id_495302.html

[5] DC High Voltage Probe P2000, https://www.hioki.com/global/products/clamp-meters/ac-dc-clamp/id_418001

[6] Multimetry DT4261 pracují bez drátů a bezpečně, https://www.dps-az.cz/mereni/novinky/id:80336/multimetry-dt4261-pracuji-bez-dratu-a-bezpecne

[7] Nové kleště se dostanou všude. Třeba i do telefonu, https://www.dps-az.cz/mereni/id:59364/nove-kleste-se-dostanou-vsude-treba-i-do-telefonu

[8] Novinky od Hioki zkoumají proud. Na tři způsoby až do 2kA, https://www.dps-az.cz/mereni/id:64770/novinky-od-hioki-zkoumaji-proudna-tri-zpusoby-az-do-2-ka

Partneři

eipc
epci
imaps
ryston-logo-RGB-web
mikrozone
mcu
projectik